JP4695679B2 - Template cleaning method and pattern forming method - Google Patents

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Description

本発明は半導体装置の製造工程、ハードディスクの製造工程、フォトアレイの製造工程などに用いられるインプリントリソグラフィ方法に用いる原盤であるテンプレートの洗浄方法と、この洗浄方法で洗浄されたテンプレートを用いたパターン形成方法に関するものである。   The present invention relates to a method for cleaning a template which is a master disk used in an imprint lithography method used in a semiconductor device manufacturing process, a hard disk manufacturing process, a photoarray manufacturing process, and the like, and a pattern using the template cleaned by this cleaning method. The present invention relates to a forming method.

近年、微細パターンを形成する手法として、ナノインプリント法が注目されている。ナノインプリント法では、凹凸パターンが形成されたインプリント用テンプレートを被処理基板上に塗布したレジストに接触させ、レジストを硬化させた後、テンプレートをレジストから離型することによりレジストパターンを形成する。   In recent years, the nanoimprint method has attracted attention as a technique for forming a fine pattern. In the nanoimprint method, an imprint template having a concavo-convex pattern is brought into contact with a resist applied on a substrate to be processed, the resist is cured, and then the template is released from the resist to form a resist pattern.

テンプレートを離型した際、レジストパターンの一部が切断されてしまうことなどが原因となり、テンプレートのパターン面にレジストが残留してしまう場合がある。このため、インプリント手法によるパターン形成においては、適宜テンプレートに残留するレジストを除去する必要がある。 When the template is released, the resist may remain on the pattern surface of the template due to a part of the resist pattern being cut. For this reason, in pattern formation by the imprint technique, it is necessary to remove the resist remaining on the template as appropriate.

テンプレートに残留するレジストを除去する手法については特許文献1に記されている。特許文献1では、テンプレートのパターン表面に予め酸化チタンなどの光触媒を形成しておき、レジスト残渣が生じたときに特許文献1の図3(b)に示すようにパターン面から紫外光を照射し、酸化チタンの光触媒作用を利用してレジスト残渣を酸化分解して除去する手法が開示されている。しかし、テンプレート上に酸化チタンを形成する場合に一般的には500℃以上で焼成する必要があるため、テンプレートのパターンが歪むという問題があり、実用上は困難である。 A technique for removing the resist remaining on the template is described in Patent Document 1. In Patent Document 1, a photocatalyst such as titanium oxide is formed in advance on the pattern surface of a template, and when a resist residue is generated, ultraviolet light is irradiated from the pattern surface as shown in FIG. A method for removing a resist residue by oxidative decomposition using the photocatalytic action of titanium oxide is disclosed. However, when titanium oxide is formed on the template, it is generally necessary to calcinate at 500 ° C. or higher, which causes a problem that the template pattern is distorted, which is difficult in practical use.

また、特許文献2にはレジスト表面を親水化する目的でOHラジカルを用いる手法が開示されている。特許文献3、特許文献4には被処理基板上のレジストパターンに、水または酸素を含有した雰囲気でパターン面側から紫外光を照射してOHラジカルまたは酸素ラジカルを発生させ、これらを用いてレジストパターンの一部除去してレジストパターンを細らせる手法が開示されている。
特開2005−327788号公報 特開2006−186111号公報 特開2006−32992号公報 特開2004−363444号公報
Patent Document 2 discloses a method using OH radicals for the purpose of hydrophilizing the resist surface. In Patent Documents 3 and 4, a resist pattern on a substrate to be processed is irradiated with ultraviolet light from the pattern surface side in an atmosphere containing water or oxygen to generate OH radicals or oxygen radicals. A method of thinning a resist pattern by removing a part of the pattern is disclosed.
JP 2005-327788 A JP 2006-186111 A JP 2006-32992 A JP 2004-363444 A

本発明は、インプリント法に用いるテンプレートに残留する異物を効果的に除去できるパターン形成用テンプレートの洗浄方法と、この洗浄方法で洗浄されたテンプレートを用いたパターン形成方法を提供することを目的とする。   An object of the present invention is to provide a pattern forming template cleaning method capable of effectively removing foreign matters remaining on a template used in an imprint method, and a pattern forming method using a template cleaned by this cleaning method. To do.

本願の第一の発明は、凹凸を有するパターン面を備えたテンプレートを保持する工程と、前記テンプレートのパターン面に付着した異物を含む領域に洗浄剤を供給する洗浄剤供給工程と、前記テンプレートの前記パターン面と反対側の面から放射光を照射し、前記放射光により前記洗浄剤を光励起してラジカルを生じさせる洗浄剤励起工程と、前記異物と前記ラジカルとを反応させて前記異物の少なくとも一部を親水化する異物親水化工程と、前記親水化工程後、前記異物を前記テンプレートから除去する異物除去工程と、を具備したことを特徴とする。 The first invention of the present application includes a step of holding a template having a pattern surface having irregularities, a cleaning agent supplying step of supplying a cleaning agent to a region containing foreign matter attached to the pattern surface of the template, Irradiating radiant light from the surface opposite to the pattern surface, and a cleaning agent excitation step of generating a radical by photoexciting the cleaning agent with the radiant light, and reacting the foreign matter and the radical to react at least the foreign matter It comprises a foreign substance hydrophilizing process for partially hydrophilizing and a foreign substance removing process for removing the foreign substance from the template after the hydrophilizing process.

本発明によれば、インプリント法に用いるテンプレートに残留する異物を効果的に除去できるテンプレートの洗浄方法と、この洗浄方法で洗浄されたテンプレートを用いたパターン形成方法を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the washing | cleaning method of the template which can remove effectively the foreign material which remains on the template used for the imprint method, and the pattern formation method using the template wash | cleaned by this washing | cleaning method can be provided.

以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

(第1の実施形態)
本発明の第1の実施形態に係る光ナノインプリント装置及びその装置を用いた光ナノインプリント法によるパターン形成方法を、それぞれ図1及び図2を参照して説明する。
(First embodiment)
An optical nanoimprint apparatus according to the first embodiment of the present invention and a pattern formation method using an optical nanoimprint method using the apparatus will be described with reference to FIGS. 1 and 2, respectively.

図1は、光硬化を用いたインプリント法に用いられるナノインプリント装置100の一例を示す概略図である。ナノインプリント装置100は、被処理基板(ウェハ)110を固定する被処理基板チャック102と、これを載置し、2次元的に移動させるための被処理基板用ステージ101、被処理基板上に選択的にレジスト材料を供給するインプリント用レジスト塗布手段103と、ナノインプリント用テンプレート120を保持するテンプレート保持機構104、テンプレートを介してレジスト材料を硬化するためのUV照射を行うUVランプ105を具備している。ナノインプリント用のテンプレート120は、例えば、一般のフォトマスクに用いる全透明な石英基板にプラズマエッチングで凹凸のパターンを形成したものである。 FIG. 1 is a schematic diagram illustrating an example of a nanoimprint apparatus 100 used in an imprint method using photocuring. The nanoimprint apparatus 100 selectively includes a substrate to be processed chuck 102 for fixing a substrate to be processed (wafer) 110, a stage 101 for a substrate to be mounted and moved two-dimensionally on the substrate to be processed. An imprint resist applying means 103 for supplying a resist material to the substrate, a template holding mechanism 104 for holding the nanoimprint template 120, and a UV lamp 105 for performing UV irradiation for curing the resist material via the template. . The template 120 for nanoimprint is formed, for example, by forming an uneven pattern by plasma etching on a fully transparent quartz substrate used for a general photomask.

この装置100を用いた一般的なナノインプリント法によるパターン形成工程の一例を図2に示す。図2は、一般的なナノインプリント法によるパターン形成方法を示す工程断面図である。 An example of the pattern formation process by the general nanoimprint method using this apparatus 100 is shown in FIG. FIG. 2 is a process cross-sectional view showing a pattern forming method by a general nanoimprint method.

まず、図2(a)に示すように、被処理基板110を被処理基板チャックで保持した後、被処理基板110をインプリントレジスト塗布手段103の直下に相対移動させ、被処理基板110の被インプリント領域111に流動性を有するインプリント用レジスト112を選択的に形成した。レジスト112の塗布はインプリントレジスト塗布手段103を操作させることにより行った。 First, as shown in FIG. 2A, after the target substrate 110 is held by the target substrate chuck, the target substrate 110 is relatively moved directly below the imprint resist coating means 103, so that the target substrate 110 is covered. An imprint resist 112 having fluidity was selectively formed in the imprint region 111. The application of the resist 112 was performed by operating the imprint resist application means 103.

次いで、図2(b)に示すように、被処理基板用ステージを駆動して、被処理基板110を、テンプレート保持機構に保持されたテンプレート120の直下に移動させた。 Next, as shown in FIG. 2B, the target substrate stage was driven to move the target substrate 110 directly below the template 120 held by the template holding mechanism.

続いて、図2(c)に示すように、レジスト112を挟むように被処理基板110主面にテンプレート120の凹凸パターン面を近接させ、レジスト112に接触させる。このとき、流動性を有するレジスト112は毛細管現象によりテンプレートの凹領域に充填される。 Subsequently, as shown in FIG. 2C, the concave / convex pattern surface of the template 120 is brought close to the main surface of the substrate 110 to be processed so as to sandwich the resist 112 and is brought into contact with the resist 112. At this time, the resist 112 having fluidity is filled in the concave region of the template by capillary action.

充填後、図2(d)に示すように、被処理基板110の主面とテンプレート120に形成されたパターンとの位置あわせを行った後、テンプレート120のパターン形成面(凹凸面)と反対側の面から、レジストを硬化させるための光照射105を行う。 After filling, as shown in FIG. 2 (d), after aligning the main surface of the substrate to be processed 110 and the pattern formed on the template 120, the side opposite to the pattern forming surface (uneven surface) of the template 120. From this surface, light irradiation 105 for curing the resist is performed.

さらにレジスト112を硬化後、図2(e)に示すように、テンプレート120を離型することにより、被処理基板110上にレジストパターン113を形成する。 Further, after the resist 112 is cured, as shown in FIG. 2E, the template 120 is released to form a resist pattern 113 on the substrate 110 to be processed.

しかし、図3に示すように、テンプレート120の離型の際にレジストパターン113がちぎれて、テンプレート120の凹パターン中に残留レジスト124が生じてしまう場合がある。この状態でテンプレートを続けて使用した場合にはレジストパターンに共通欠陥を生じてしまうので、テンプレート上の凹部に残留したレジスト124を除去する洗浄プロセスを行う必要がある。図4を参照して、本実施形態に係るテンプレートの洗浄に用いる洗浄装置の一例を説明する。図4は、本実施形態に係るテンプレートの洗浄に用いる洗浄装置を示す概略図である。 However, as shown in FIG. 3, the resist pattern 113 may be broken when the template 120 is released, and a residual resist 124 may be generated in the concave pattern of the template 120. If the template is continuously used in this state, a common defect occurs in the resist pattern. Therefore, it is necessary to perform a cleaning process for removing the resist 124 remaining in the recesses on the template. With reference to FIG. 4, an example of a cleaning apparatus used for cleaning the template according to the present embodiment will be described. FIG. 4 is a schematic view showing a cleaning apparatus used for cleaning the template according to the present embodiment.

図4に示すように、本実施形態に係る洗浄装置400は、洗浄対象となるテンプレート120を保持するテンプレート保持機構401と、テンプレート120のパターン形成面に洗浄剤402を供給する洗浄剤供給機構403と、洗浄剤402に光を照射して活性化させるための光照射機構404とを備えている。 As shown in FIG. 4, the cleaning apparatus 400 according to this embodiment includes a template holding mechanism 401 that holds a template 120 to be cleaned, and a cleaning agent supply mechanism 403 that supplies a cleaning agent 402 to the pattern forming surface of the template 120. And a light irradiation mechanism 404 for irradiating and activating the cleaning agent 402 with light.

洗浄剤供給機構403としては、テンプレート120のパターン面を浸水させるための洗浄槽を用いた。洗浄槽には、配管(図示を省略)を通して洗浄剤が供給される。なお、洗浄剤供給機構403は、上記洗浄槽に限定されるものではなく、テンプレート120のパターン面に洗浄剤を供給できるものであればよい。洗浄剤供給機構の他の例については後述する。 As the cleaning agent supply mechanism 403, a cleaning tank for immersing the pattern surface of the template 120 was used. A cleaning agent is supplied to the cleaning tank through a pipe (not shown). The cleaning agent supply mechanism 403 is not limited to the above-described cleaning tank, and any cleaning agent may be used as long as it can supply the cleaning agent to the pattern surface of the template 120. Other examples of the cleaning agent supply mechanism will be described later.

洗浄剤402には、酸素水を用いた。酸素水は、脱気した純水中に酸素ガスを溶解したものである。なお洗浄剤402は、この酸素水に限定されるものではなく、光が照射されることにより少なくともOHラジカルを発生させるものであればよい。例えば、水または水を溶媒とする水溶液、過酸化水素を溶質とする水溶液または有機物、アルコールのいずれかを用いることができる。 Oxygen water was used for the cleaning agent 402. Oxygen water is obtained by dissolving oxygen gas in deaerated pure water. The cleaning agent 402 is not limited to this oxygen water, and any cleaning agent 402 may be used as long as it generates at least OH radicals when irradiated with light. For example, water or an aqueous solution containing water as a solvent, an aqueous solution containing hydrogen peroxide as a solute, an organic substance, or an alcohol can be used.

テンプレート保持機構401は、テンプレート120のパターン面を洗浄剤402が供給される方向に向けて保持する。テンプレート保持機構401は、保持するテンプレート120を平面方向及び垂直方向へ駆動、及びチルト駆動させることが可能であり、テンプレート120のパターン面を洗浄槽に溜められた洗浄剤402に向けて駆動させ、パターン面に洗浄剤402を接触させて供給することが可能である。 The template holding mechanism 401 holds the pattern surface of the template 120 in the direction in which the cleaning agent 402 is supplied. The template holding mechanism 401 can drive and tilt the template 120 to be held in the plane direction and the vertical direction, and drives the pattern surface of the template 120 toward the cleaning agent 402 stored in the cleaning tank. The cleaning agent 402 can be supplied in contact with the pattern surface.

光照射機構404は、光源としてXeエキシマランプを備えている。Xeエキシマランプからは、波長172nmの光がテンプレート120に照射される。本実施形態に係る光照射機構404は、光がテンプレート120のパターン面と反対側の面から照射されるよう、パターン面よりもパターン面と反対側の面に近い位置に設けられている。また光照射機構404は、平面方向及び垂直方向に駆動可能に設けられ、テンプレート120のパターン面と反対側の面に近接又は接触させて光を照射することが可能である。さらに光照射機構404は、テンプレート120に対する光の照射角度を調節することができるように構成されている。また反対に、テンプレート保持機構401が照射光に対するテンプレート120の傾きを調節する機構を備えていてもよい。 The light irradiation mechanism 404 includes a Xe excimer lamp as a light source. From the Xe excimer lamp, the template 120 is irradiated with light having a wavelength of 172 nm. The light irradiation mechanism 404 according to the present embodiment is provided at a position closer to the surface opposite to the pattern surface than the pattern surface so that light is irradiated from the surface opposite to the pattern surface of the template 120. In addition, the light irradiation mechanism 404 is provided so as to be driven in a planar direction and a vertical direction, and can irradiate light in the vicinity of or in contact with the surface opposite to the pattern surface of the template 120. Furthermore, the light irradiation mechanism 404 is configured to be able to adjust the light irradiation angle with respect to the template 120. Conversely, the template holding mechanism 401 may include a mechanism for adjusting the inclination of the template 120 with respect to the irradiation light.

本実施形態に係る洗浄装置400或いはその機構の一部が、図1に示したパターン形成に用いられるインプリント装置100内に設けられていてもよい。この場合、インプリント装置100のテンプレート保持機構104は、洗浄装置400のテンプレート保持機構401として機能させることもできる。 The cleaning apparatus 400 according to the present embodiment or a part of the mechanism thereof may be provided in the imprint apparatus 100 used for pattern formation shown in FIG. In this case, the template holding mechanism 104 of the imprint apparatus 100 can also function as the template holding mechanism 401 of the cleaning apparatus 400.

続いて、図5を参照して、上記装置を用いた本実施形態に係るテンプレートの洗浄方法について説明する。図5は、本実施形態に係るテンプレートの洗浄方法を示す工程断面図である。 Next, a template cleaning method according to this embodiment using the above-described apparatus will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a process cross-sectional view illustrating the template cleaning method according to the present embodiment.

まず、図5(a)右図に示すように、テンプレート保持機構401により、テンプレート120を凹凸パターン面(洗浄面)が光照射機構404と反対側に向くように、さらに洗浄剤402が溜める洗浄剤供給機構403に向けられるように保持する。図5(a)左図は、図5(a)右図の点線部の拡大図である。図5(a)左図に示すように、テンプレート120のパターン面にはレジスト残差が付着している。なお、以降の図5を用いた説明では、図5(a)左図に示す箇所の拡大図のみを参照して進める。 First, as shown in the right figure of FIG. 5A, the template holding mechanism 401 further performs cleaning in which the cleaning agent 402 is further accumulated so that the concavo-convex pattern surface (cleaning surface) faces the side opposite to the light irradiation mechanism 404. It is held so as to be directed to the agent supply mechanism 403. The left figure of Fig.5 (a) is an enlarged view of the dotted-line part of the right figure of Fig.5 (a). As shown in the left diagram of FIG. 5A, a resist residual is attached to the pattern surface of the template 120. In the following description using FIG. 5, only the enlarged view of the portion shown in the left diagram of FIG.

次いで、図5(b)に示すように、テンプレート保持機構を駆動させて、テンプレート120のレジスト残渣124を含むパターン面を洗浄槽内の洗浄剤(酸素水)402に接触させ、パターン面に洗浄剤402を供給した。このとき、洗浄剤402がテンプレート120のパターン面と反対側の面を覆わない程度にテンプレート120を洗浄剤402に浸水させることが望ましい。パターン面と反対側の面に洗浄剤402が供給されたまま後述する光照射工程に進むと、パターン面と反対側の面から照射される光が、パターン面と反対側の面を覆う洗浄剤402に吸収され、パターン面側に光が到達しないか、もしくは、到達する光が弱く、洗浄が十分に行われない恐れが生じるためである。 Next, as shown in FIG. 5B, the template holding mechanism is driven, the pattern surface including the resist residue 124 of the template 120 is brought into contact with the cleaning agent (oxygen water) 402 in the cleaning tank, and the pattern surface is cleaned. Agent 402 was supplied. At this time, it is desirable that the cleaning agent 402 is immersed in the cleaning agent 402 to such an extent that the cleaning agent 402 does not cover the surface opposite to the pattern surface of the template 120. When the process proceeds to the light irradiation step described later with the cleaning agent 402 supplied to the surface opposite to the pattern surface, the light irradiated from the surface opposite to the pattern surface covers the surface opposite to the pattern surface. This is because the light does not reach the pattern surface side due to being absorbed by 402 or the light reaching the pattern surface is weak, and cleaning may not be performed sufficiently.

次いで、図5(c)に示すように、テンプレート120の凹凸パターン面を浸水させた状態で、光照射機構を用いて、テンプレート120の凹凸パターン面と反対の面からテンプレート120のパターン面に対し、波長172nmの光(励起光105)を照射した。波長172nmの光は、テンプレート母材の石英で若干吸収されるものの、レジスト残渣124とその周辺の洗浄剤402に照射される。波長172nmの光により励起された水ではOHラジカルが発生し、このOHラジカルがレジスト残渣との反応を開始する。なお、洗浄剤402に水または水を溶媒とする水溶液を用いた場合、波長172nmの光に限らず、波長が200nm以下の光を洗浄剤に照射して、洗浄液中の水を励起してOHラジカルを生じさせることが可能である。なお、本実施形態では、テンプレート120のパターン面を洗浄剤402に浸水させた後、光照射機構を駆動することにより光照射機構をテンプレート120のパターン面と反対側の面に接触させ、これらを接触させた状態で光を照射した。照射光105が、光照射機構とテンプレートの間の媒質(空気や水蒸気等)を通過すると、光が媒質に吸収されて、パターン面に光が十分に到達しない場合がある。しかし、このように、光照射機構をテンプレートのパターン面と反対側の面に接触させて光照射することにより、光照射機構とテンプレート間の媒質における光の吸収を防止することができる。 Next, as shown in FIG. 5C, with the light-irradiation mechanism in a state where the uneven pattern surface of the template 120 is submerged, the surface opposite to the uneven pattern surface of the template 120 is applied to the pattern surface of the template 120. Then, light with a wavelength of 172 nm (excitation light 105) was irradiated. Although light having a wavelength of 172 nm is slightly absorbed by the template base material quartz, the resist residue 124 and the cleaning agent 402 around it are irradiated. In water excited by light having a wavelength of 172 nm, OH radicals are generated, and the OH radicals start to react with the resist residue. In the case where water or an aqueous solution using water as a solvent is used as the cleaning agent 402, not only light having a wavelength of 172 nm but also light having a wavelength of 200 nm or less is irradiated to the cleaning agent to excite water in the cleaning liquid to generate OH. It is possible to generate radicals. In the present embodiment, after the pattern surface of the template 120 is immersed in the cleaning agent 402, the light irradiation mechanism is driven to contact the surface opposite to the pattern surface of the template 120 by driving the light irradiation mechanism. Light was irradiated in the contact state. When the irradiation light 105 passes through a medium (such as air or water vapor) between the light irradiation mechanism and the template, the light may be absorbed by the medium and the light may not reach the pattern surface sufficiently. However, as described above, the light irradiation mechanism can be prevented from absorbing light in the medium between the light irradiation mechanism and the template by bringing the light irradiation mechanism into contact with the surface opposite to the pattern surface of the template and performing the light irradiation.

ただし、光照射機構とテンプレート間の媒質における照射光の吸収の影響があまり大きく無く、パターン面に所望の光量の光が到達する場合、例えば窒素パージすることで波長172nmの光の吸収を少なくする、或いはテンプレートと光照射機構との間を真空に近い状態にするなどの処理を行なった場合には、必ずしも光照射機構をテンプレートのパターン面と反対側の面に接触させなくともよく、光照射機構をテンプレートに近接させる程度でもよい。 However, when the effect of absorption of irradiation light in the medium between the light irradiation mechanism and the template is not so great and a desired amount of light reaches the pattern surface, absorption of light having a wavelength of 172 nm is reduced by purging with nitrogen, for example. Alternatively, when processing such as making the space between the template and the light irradiation mechanism close to a vacuum is performed, the light irradiation mechanism does not necessarily have to contact the surface opposite to the pattern surface of the template. The mechanism may be close to the template.

また、光照射機構とテンプレート間の媒質における照射光の吸収を抑えるために、光照射機構とテンプレート間の媒質に光吸収率の高い水分等が含まれないように、光照射機構とテンプレート間の空間にドライエアーを導入してもよい。 In addition, in order to suppress the absorption of the irradiation light in the medium between the light irradiation mechanism and the template, the medium between the light irradiation mechanism and the template should not be included in the medium between the light irradiation mechanism and the template so Dry air may be introduced into the space.

さらに、図5(c)では、テンプレート面に対して垂直に光を入射したが、必ずしも垂直に入射する必要はない。パターン凹部内のレジスト残差の位置に応じて、斜めから入射することもできる。 Further, in FIG. 5C, light is incident on the template surface perpendicularly, but it is not always necessary to be incident perpendicularly. Depending on the position of the resist residual in the pattern recess, it can also be incident from an oblique direction.

図5(d)に示すように、レジスト残渣124の表面(洗浄剤402との接触面)は徐々にOHラジカル反応により親水性になるため、レジスト残渣124とテンプレート120の界面(凹部パターンの側面部)に洗浄剤が染込む。更に染込んだ洗浄剤が波長172nmの光で励起されレジスト残渣124の親水化領域が拡大し、それに応じて界面への洗浄剤402の浸透が進み、やがてレジスト残渣124はテンプレート界面から剥離する。なお、反応の進行に伴いレジスト残渣124の一部が水溶性になり、溶解する場合もある。 As shown in FIG. 5D, the surface of the resist residue 124 (the contact surface with the cleaning agent 402) gradually becomes hydrophilic due to the OH radical reaction, so the interface between the resist residue 124 and the template 120 (the side surface of the recess pattern). Part). Further, the soaked cleaning agent is excited by light having a wavelength of 172 nm, and the hydrophilic region of the resist residue 124 is expanded. Accordingly, the cleaning agent 402 penetrates into the interface, and the resist residue 124 is peeled off from the template interface. As the reaction proceeds, part of the resist residue 124 becomes water-soluble and may be dissolved.

また、洗浄剤402中の酸素も波長172nmの光で励起され酸素ラジカルを発生する。この酸素ラジカルもレジスト残渣を分解する作用があるため、レジスト残渣124に対してOHラジカル反応が進み溶解性を有するようになりつつ、酸素ラジカル反応による酸化分解反応が進む。 In addition, oxygen in the cleaning agent 402 is also excited by light having a wavelength of 172 nm to generate oxygen radicals. Since this oxygen radical also has an action of decomposing the resist residue, the OH radical reaction proceeds with respect to the resist residue 124 and becomes soluble, while the oxidative decomposition reaction by the oxygen radical reaction proceeds.

図5(e)に示すように、テンプレート120から剥離したレジスト残渣124に対して波長172nmの光105が照射されている間は、更に、水から生じるOHラジカルと酸素から生じる酸素ラジカルの作用を受け、溶解と酸化分解反応が進行する。 As shown in FIG. 5E, while the resist residue 124 peeled off from the template 120 is irradiated with the light 105 having a wavelength of 172 nm, the action of OH radicals generated from water and oxygen radicals generated from oxygen is further reduced. In response, dissolution and oxidative degradation proceed.

最後に、図5(f)に示すように、テンプレート120の凹凸パターン面を水洗して、洗浄剤402中に残存する浮遊物の除去を行い、更にイソプロパノールに置換し、これを乾燥させて処理を終了した。本実施形態に係る洗浄方法により、テンプレートの凹凸パターン面に生じていたレジスト残渣を完全に除去することができた。 Finally, as shown in FIG. 5 (f), the uneven pattern surface of the template 120 is washed with water to remove the suspended matter remaining in the cleaning agent 402, further replaced with isopropanol, and dried to be processed. Ended. By the cleaning method according to the present embodiment, the resist residue generated on the uneven pattern surface of the template could be completely removed.

本実施形態では洗浄剤に酸素水を用いたが、光照射によりOHラジカルを生じる水やアルコールなどのOHを含む溶媒に酸素またはオゾンが含まれるものが利用できる。大気に接触させた純水中でも酸素が数10ppm程度溶解しているが、そのような(純)水を用いても効果を確認できた。オゾン水単独でも酸化作用を有するが、本実施形態のようにテンプレート側から波長172nmの光を照射することで、より効果的にレジスト残渣を除去することができた。 In this embodiment, oxygen water is used as the cleaning agent. However, water that generates OH radicals by light irradiation or a solvent containing OH such as alcohol can contain oxygen or ozone. Even in pure water brought into contact with the atmosphere, oxygen is dissolved in the order of several tens of ppm. Even when such (pure) water was used, the effect could be confirmed. Although ozone water alone has an oxidizing action, the resist residue could be removed more effectively by irradiating light with a wavelength of 172 nm from the template side as in this embodiment.

ただし、オゾン水をテンプレートの凹凸パターン面に供給した状態で、波長172nmの光をテンプレートのパターン面側から照射させた場合には、殆どレジスト残渣を除去できなかった。これは、波長172nmの光をオゾン水が強く吸収し、光が照射されたオゾン水表面ではOHラジカルを生じるものの、レジスト残差近傍まで光が到達しないため、レジスト残渣周辺で励起を行うことができず、レジスト残渣表面に対するラジカル反応を生じ得なかったためである。 However, when ozone water was supplied to the concavo-convex pattern surface of the template and the light having a wavelength of 172 nm was irradiated from the pattern surface side of the template, the resist residue could hardly be removed. This is because ozone water strongly absorbs light having a wavelength of 172 nm, and OH radicals are generated on the surface of the ozone water irradiated with light, but light does not reach the vicinity of the resist residue, so that excitation can be performed around the resist residue. This is because a radical reaction on the resist residue surface could not occur.

本実施形態では洗浄剤を静的に供給したが、流動させてもよい、テンプレート側より洗浄剤を励起する光を照射するため、洗浄剤が静止、流動しているのに関わらずテンプレートとレジスト残渣界面でレジスト残渣に対してラジカル反応を生じさせることが特徴であり、流動(流水)させた場合は、剥離し、分解した残渣を効果的にテンプレートの凹凸パターン面から除去できるため、より高い洗浄効果を得ることができる。 In this embodiment, the cleaning agent is statically supplied. However, the template and the resist may be flown because the irradiation of light that excites the cleaning agent from the template side may be performed, regardless of whether the cleaning agent is stationary or flowing. It is characterized by causing a radical reaction to the resist residue at the residue interface, and when flowing (running water), it is higher because it can be effectively removed from the uneven pattern surface of the template by peeling and decomposing the residue. A cleaning effect can be obtained.

一般に、大気中でレジストなどの有機物に対してエキシマランプを照射することで、酸素に直接作用して励起酸素原子を生成し、これを用いて有機物を二酸化炭素と水に分解して除去可能であることが知られている。しかし、大気中でテンプレートのパターン面側からエキシマランプを照射した場合には、残渣表面では十分なオゾンが供給されるため分解されていることが確認できたが、レジスト残渣とテンプレート界面では、光照射初期には短波長照射による架橋反応のみが進むため、むしろ強固な残渣として残存した。 In general, by irradiating an organic material such as resist in the atmosphere with an excimer lamp, it directly acts on oxygen to generate excited oxygen atoms, which can be decomposed into carbon dioxide and water for removal. It is known that there is. However, when the excimer lamp was irradiated in the atmosphere from the pattern surface side of the template, it was confirmed that the residue surface was decomposed because sufficient ozone was supplied. In the initial stage of irradiation, only the cross-linking reaction by short-wavelength irradiation proceeds, so it remained as a strong residue.

(第二の実施形態)
本実施形態に係るテンプレートの洗浄方法は、第一の実施形態に係る洗浄方法において用いた洗浄剤である酸素水にかえて、オゾンと二酸化炭素が含有された過酸化水素を溶質とする水溶液または有機物を用いたテンプレートの洗浄方法である。その他はほぼ同様であるので、一部の工程については詳細説明を省略する。
(Second embodiment)
The template cleaning method according to the present embodiment is an aqueous solution containing hydrogen peroxide containing ozone and carbon dioxide as a solute instead of oxygen water which is a cleaning agent used in the cleaning method according to the first embodiment. This is a method for cleaning a template using an organic substance. Since other parts are almost the same, detailed description of some processes is omitted.

洗浄剤に過酸化水素を溶質とする水溶液または有機物を用いた場合、第一の実施形態で用いた波長172nmの光を洗浄剤の励起光として用いると、過酸化水素水等の中で光の減衰が大きくなってしまう。このため、波長250nm以下の吸収帯のなかからKrClのエキシマランプを光照射機構として採用し、波長222nmの光(励起光)を洗浄剤に照射することとした。 When an aqueous solution or organic substance having hydrogen peroxide as a solute is used for the cleaning agent, if the light having a wavelength of 172 nm used in the first embodiment is used as excitation light for the cleaning agent, Attenuation will increase. For this reason, a KrCl excimer lamp was adopted as a light irradiation mechanism from an absorption band having a wavelength of 250 nm or less, and the cleaning agent was irradiated with light having a wavelength of 222 nm (excitation light).

第一の実施形態と同様の方法を用いて、この励起光をテンプレートの凹凸パターン面と反対側の面を通して照射した。過酸化水素は、波長250nm以下の波長222nmの光が照射されることで、2つのOHラジカルを生成する。このため、レジスト残渣表面で効果的にOHラジカル反応させることができ、本実施形態に係る洗浄方法では、第一の実施形態に係る洗浄方法よりも、約1/2の処理時間でレジスト残渣をテンプレートから剥離できた。 Using the same method as in the first embodiment, the excitation light was irradiated through the surface opposite to the concave / convex pattern surface of the template. Hydrogen peroxide generates two OH radicals when irradiated with light having a wavelength of not more than 250 nm and having a wavelength of 222 nm. For this reason, OH radical reaction can be effectively carried out on the resist residue surface, and in the cleaning method according to the present embodiment, the resist residue is removed in about half the processing time as compared with the cleaning method according to the first embodiment. It was able to peel from the template.

過酸化水素水に含まれる微量の二酸化炭素は、テンプレートから剥離されたレジスト残渣及びその酸化分解物がテンプレートに再付着しないように電位コントロールする役割を持つ。このため、過酸化水素に微量に含まれるオゾンの波長222nmの光による励起効果で剥離されたレジスト残渣を効率よく水と二酸化炭素、二酸化硫黄などに分解できた。テンプレートからOHラジカルとオゾン酸化により剥離され、分解したレジスト残渣を純水で除去し、テンプレート表面を乾燥することでレジスト残渣除去プロセスを終了した。 The trace amount of carbon dioxide contained in the hydrogen peroxide solution has a role of controlling the potential so that the resist residue peeled from the template and its oxidative decomposition product do not reattach to the template. For this reason, the resist residue peeled off by the excitation effect of light having a wavelength of ozone of 222 nm contained in a trace amount in hydrogen peroxide could be efficiently decomposed into water, carbon dioxide, sulfur dioxide and the like. The resist residue which was peeled from the template by OH radical and ozone oxidation and decomposed was removed with pure water, and the resist surface removal process was completed by drying the template surface.

(第三の実施形態)
本実施形態に係るテンプレートの洗浄方法は、第一の実施形態に係る洗浄方法において用いた洗浄剤である酸素水にかえて、洗浄剤として二酸化炭素が溶解しているイソプロピルアルコールを用いた洗浄方法である。その他は、ほぼ同様であるので、詳細説明を省略する。
(Third embodiment)
The template cleaning method according to the present embodiment is a cleaning method using isopropyl alcohol in which carbon dioxide is dissolved as a cleaning agent in place of the oxygen water that is the cleaning agent used in the cleaning method according to the first embodiment. It is. Since the others are almost the same, detailed description is omitted.

本実施形態に係るテンプレートの洗浄方法では、第一の実施形態に係る洗浄方法と同様に、Xeエキシマランプ(光照射機構)を用いて、テンプレートの凹凸パターン面と反対側の面を通して波長172nmの光を照射した。洗浄剤中のイソプロピルアルコールは、波長172nmの光を効率よく吸収することができる。 In the template cleaning method according to the present embodiment, similarly to the cleaning method according to the first embodiment, a wavelength of 172 nm is passed through the surface opposite to the concavo-convex pattern surface of the template using a Xe excimer lamp (light irradiation mechanism). Irradiated with light. Isopropyl alcohol in the cleaning agent can efficiently absorb light having a wavelength of 172 nm.

テンプレートとの界面近傍のイソプロピルアルコールは、波長172nmの光を照射することによる励起反応によりOHラジカルを発生し、このOHラジカルがレジスト残渣と反応してレジスト残渣をテンプレートから剥離させた。なお、OHラジカルとの反応で水溶性になった一部のレジスト残渣は洗浄剤のイソプロピルアルコールに溶解した。剥離及び溶解したレジスト残渣をイソプロピルアルコールでテンプレートの凹凸パターン面から洗い流した。この時、第二の実施形態に係る洗浄方法と同様、イソプロピルアルコール中に含まれた二酸化炭素により、レジスト残渣の剥離物と溶解物のテンプレートへの再付着を抑制することができた。上述のイソプロピルアルコールによるリンスの後、テンプレートを乾燥して洗浄プロセスを終了した。 Isopropyl alcohol in the vicinity of the interface with the template generated OH radicals by an excitation reaction caused by irradiation with light having a wavelength of 172 nm, and the OH radicals reacted with the resist residue to separate the resist residue from the template. A part of the resist residue that became water-soluble by reaction with OH radicals was dissolved in isopropyl alcohol as a cleaning agent. The peeled and dissolved resist residue was washed away from the concavo-convex pattern surface of the template with isopropyl alcohol. At this time, similar to the cleaning method according to the second embodiment, the carbon dioxide contained in isopropyl alcohol was able to suppress the reattachment of the resist residue exfoliation and dissolution products to the template. After rinsing with isopropyl alcohol as described above, the template was dried to finish the cleaning process.

本実施形態では、イソプロピルアルコールを洗浄剤に用いたが、これに限るものではない。メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノールなど炭素数4以下の低分子アルコールを用いても同様の効果が得られた。 In this embodiment, isopropyl alcohol is used as the cleaning agent, but the present invention is not limited to this. The same effect was obtained even when a low-molecular-weight alcohol having 4 or less carbon atoms such as methanol, ethanol, propanol or butanol was used.

また、これらのアルコールに過酸化水素を溶解した洗浄剤を用いることで更にOHラジカル反応を効果的に生じさせることができた。 Further, by using a cleaning agent in which hydrogen peroxide is dissolved in these alcohols, an OH radical reaction can be further effectively generated.

なお、上記洗浄剤に更に酸素やオゾンを溶解した洗浄剤を用いると、剥離したレジスト残渣や溶解物を更に酸化分解することができ、より大きい洗浄効果が得られた。 In addition, when a cleaning agent in which oxygen or ozone was further dissolved was used for the cleaning agent, the resist residue and the dissolved matter that were peeled off could be further oxidized and decomposed, and a greater cleaning effect was obtained.

本実施形態では波長172nmの光を用いたが、これに限るものではない。洗浄液の光吸収帯であって、OHラジカルを生じる波長の光で、且つ、テンプレート材を透過する光であれば如何なる波長の光を用いても良い。洗浄剤にアルコールを用いた場合、例えば波長250nm以下の光を用いてラジカルを発生させることができる。(第四の実施形態)
本実施形態に係るテンプレート洗浄方法は、テンプレートのパターン面に生じたレジスト残渣を効果的に除去する洗浄方法である。本実施形態に係る洗浄方法と第一の実施形態に係る洗浄方法との主要な違いは、テンプレートへの洗浄剤の供給方法である。従って以下では、図6を参照して、本実施形態に係るテンプレートへの洗浄剤の供給方法について主に説明する。図6は、本実施形態に係る洗浄方法の工程断面図である。
In the present embodiment, light having a wavelength of 172 nm is used, but the present invention is not limited to this. Light having any wavelength may be used as long as it is a light absorption band of the cleaning liquid and has a wavelength that generates OH radicals and transmits light through the template material. When alcohol is used as the cleaning agent, for example, radicals can be generated using light having a wavelength of 250 nm or less. (Fourth embodiment)
The template cleaning method according to the present embodiment is a cleaning method for effectively removing resist residues generated on the pattern surface of the template. The main difference between the cleaning method according to the present embodiment and the cleaning method according to the first embodiment is the method of supplying the cleaning agent to the template. Therefore, in the following, with reference to FIG. 6, a method for supplying the cleaning agent to the template according to the present embodiment will be mainly described. FIG. 6 is a process cross-sectional view of the cleaning method according to the present embodiment.

まず、図6(a)右図に示すように、テンプレート洗浄装置500にテンプレート120を保持する。本実施形態では、テンプレート保持機構501により、テンプレート120を上方に向けて保持する。このように、洗浄対象となるパターン内部のレジスト残差と供給される洗浄剤502間に空隙が生じるのを防ぐためにテンプレート120のパターン面を上方設置するのが好ましい。 First, as shown in the right diagram of FIG. 6A, the template 120 is held in the template cleaning apparatus 500. In the present embodiment, the template 120 is held upward by the template holding mechanism 501. As described above, it is preferable to place the pattern surface of the template 120 upward in order to prevent a gap between the resist residual in the pattern to be cleaned and the supplied cleaning agent 502.

本実施形態に係る洗浄方法を実施する際に用いる洗浄装置500では、第一の実施形態と異なり、洗浄剤供給機構503として洗浄槽を用いておらず、湿度調整機構を採用している。湿度調整機構は、装置500内に蒸気化又はミスト化された洗浄剤502を供給するなどにより装置500内の湿度を調整し、洗浄剤502をテンプレートのパターン面に供給する。湿度調整機構は、テンプレート120のパターン面近傍及びパターン面と反対側の面近傍の湿度をそれぞれ独立して制御できるよう構成されていることが好ましい。光照射機構504は、第一の実施形態と同様、テンプレート120のパターン面と反対側の面近傍に配置されている。また、湿度調整された雰囲気がテンプレート120と光照射機構504の間に回りこまないように制御されている。   Unlike the first embodiment, the cleaning apparatus 500 used when performing the cleaning method according to the present embodiment does not use a cleaning tank as the cleaning agent supply mechanism 503 but employs a humidity adjustment mechanism. The humidity adjusting mechanism adjusts the humidity in the apparatus 500 by supplying the vaporized or misted cleaning agent 502 into the apparatus 500 and supplies the cleaning agent 502 to the pattern surface of the template. It is preferable that the humidity adjusting mechanism is configured to be able to independently control the humidity in the vicinity of the pattern surface of the template 120 and in the vicinity of the surface opposite to the pattern surface. The light irradiation mechanism 504 is disposed in the vicinity of the surface opposite to the pattern surface of the template 120 as in the first embodiment. In addition, the humidity-controlled atmosphere is controlled so as not to go around between the template 120 and the light irradiation mechanism 504.

図6(a)の左図は、図6(a)の右図の点線部分を拡大した図である。以降、図6を用いた説明について、図6(a)左図に示すものと同様の拡大図のみを参照して進める。 The left figure of Fig.6 (a) is the figure which expanded the dotted-line part of the right figure of Fig.6 (a). Hereinafter, the description using FIG. 6 will be made with reference to only an enlarged view similar to that shown in the left diagram of FIG.

湿度調整機構を用いて、レジスト残渣124が生じているテンプレート120を室温で湿度45%の雰囲気に晒した後、図6(b)に示すように、テンプレート120を冷却してテンプレート120の表面とレジスト残渣124の表面に洗浄水502を結露させた。 After exposing the template 120 in which the resist residue 124 is generated to an atmosphere of 45% humidity at room temperature using the humidity adjusting mechanism, the template 120 is cooled to form the surface of the template 120 as shown in FIG. Washing water 502 was condensed on the surface of the resist residue 124.

上記のように、結露によってテンプレート120のパターン面へ洗浄剤502を供給する方法としては、洗浄剤供給機構(湿度調整機構)により、第一の温度で飽和湿度の雰囲気を形成し、その雰囲気を第一の温度より低温のテンプレート120のパターン面(洗浄面)に接触させることにより容易に実施可能である。 As described above, as a method of supplying the cleaning agent 502 to the pattern surface of the template 120 by condensation, an atmosphere of saturated humidity is formed at the first temperature by the cleaning agent supply mechanism (humidity adjustment mechanism), and the atmosphere is It can be easily carried out by bringing it into contact with the pattern surface (cleaning surface) of the template 120 having a temperature lower than the first temperature.

この方式で洗浄水502として機能水を用いる場合は、結露水に酸素、オゾン、過酸化水素を接触させて結露水に溶解させることで吸着した酸素水、オゾン水、過酸化水素水にすることができる。 When functional water is used as cleaning water 502 in this method, oxygen water, ozone water, or hydrogen peroxide water is obtained by bringing oxygen, ozone, hydrogen peroxide into contact with the condensed water and dissolving it in the condensed water. Can do.

なお、上述の各実施形態と同様、本実施形態に係る光照射工程においても、光照射機構をテンプレート120のパターン面と反対側の面に接触させた状態でテンプレート120のパターン面と反対側の面から光照射を行うことが望ましい。 As in the above-described embodiments, also in the light irradiation step according to the present embodiment, the light irradiation mechanism is in contact with the surface opposite to the pattern surface of the template 120 and on the side opposite to the pattern surface of the template 120. It is desirable to perform light irradiation from the surface.

また、光照射機構とテンプレート120を接触させずに光照射を行う場合には、光照射機構からテンプレートのパターン面と反対側の面までの光路媒質中における照射光の吸収を抑制すればよい。具体的には、湿度調整機構により、テンプレートのパターン面と反対側の面近傍の雰囲気の水分含有量を低減し、パターン面と反対側の面における結露を防止しておくことが望ましい。例えば、テンプレートのパターン面と反対側の面近傍を加熱したり、乾燥状態に保っておくことで結露を抑制することができる。 When light irradiation is performed without bringing the light irradiation mechanism into contact with the template 120, absorption of irradiation light in the optical path medium from the light irradiation mechanism to the surface opposite to the pattern surface of the template may be suppressed. Specifically, it is desirable to reduce the moisture content of the atmosphere in the vicinity of the surface opposite to the pattern surface of the template by the humidity adjusting mechanism, and prevent condensation on the surface opposite to the pattern surface. For example, dew condensation can be suppressed by heating the vicinity of the surface opposite to the pattern surface of the template or keeping it in a dry state.

次いで、図6(c)に示すように、テンプレート120のパターン面と反対の面からXeエキシマランプを備えた光照射機構を用いて波長172nmの光105を照射した。波長172nmの光は、テンプレート母材の石英で若干吸収されるものの、レジスト残渣とその周辺の結露した水に照射される。光照射により励起された結露水502ではOHラジカルが発生し、このOHラジカルがレジスト残渣124との反応を開始する。 Next, as shown in FIG. 6C, the light 105 having a wavelength of 172 nm was irradiated from the surface opposite to the pattern surface of the template 120 using a light irradiation mechanism equipped with a Xe excimer lamp. Although light having a wavelength of 172 nm is slightly absorbed by the template base material quartz, it is applied to the resist residue and the condensed water around it. OH radicals are generated in the dew condensation water 502 excited by light irradiation, and the OH radicals start to react with the resist residue 124.

レジスト残渣124の表面は徐々にOHラジカル反応により親水性になるため、レジスト残渣124とテンプレート120の界面に結露が進行し、更に界面に結露した水が光で励起され、この反応が繰り返されてやがてレジスト残渣124はテンプレート界面から剥離する。一方、大気中の酸素も波長172nmの光で励起され酸素ラジカルを発生する。この酸素ラジカルもレジスト残渣に作用し酸化分解反応が進む。 Since the surface of the resist residue 124 is gradually made hydrophilic by the OH radical reaction, condensation proceeds at the interface between the resist residue 124 and the template 120, and water condensed at the interface is excited by light, and this reaction is repeated. Eventually, the resist residue 124 peels from the template interface. On the other hand, oxygen in the atmosphere is also excited by light having a wavelength of 172 nm to generate oxygen radicals. These oxygen radicals also act on the resist residue and the oxidative decomposition reaction proceeds.

図6(d)に示すように、テンプレート120から剥離したレジスト残渣124に対して波長172nmの光が照射されている間は、更に、洗浄剤502中の水から生じるOHラジカルと酸素から生じる酸素ラジカルの作用を受けて溶解と酸化分解反応が進行し、最終的には水と二酸化炭素、二硫化炭素などに完全分解する。 As shown in FIG. 6D, while the resist residue 124 peeled from the template 120 is irradiated with light having a wavelength of 172 nm, oxygen generated from water and oxygen generated from water in the cleaning agent 502 is further added. Under the action of radicals, dissolution and oxidative decomposition progress, and finally complete decomposition into water, carbon dioxide, carbon disulfide and the like.

最後に、図6(e)に示すように、テンプレート120の温度を上昇させ、結露水502を気化することで洗浄を完了した。この方式で励起された洗浄剤502による親水(OH)化と分解が十分に進み、洗浄剤502とレジスト残差124との反応生成物の蒸気圧が高ければ、テンプレート120の温度を昇温させるだけで容易に洗浄剤502と反応生成物を気化できるので、ドライ状態での洗浄が可能になる。 Finally, as shown in FIG. 6 (e), the temperature of the template 120 was raised and the condensed water 502 was vaporized to complete the cleaning. If the hydrophilicity (OH) and decomposition by the cleaning agent 502 excited in this manner are sufficiently advanced and the vapor pressure of the reaction product between the cleaning agent 502 and the resist residual 124 is high, the temperature of the template 120 is raised. Since the cleaning agent 502 and the reaction product can be easily vaporized only by this, cleaning in a dry state becomes possible.

なお、テンプレートの温度上昇で結露水を気化する工程においてウォーターマーク(Water-mark)が生じる場合には、水洗処理を付加してもよく、また、低温の状態から水洗処理を行い、乾燥させてもよい。また、乾燥にイソプロピルアルコールなどを用いても良い。 If a water mark is generated in the process of vaporizing the condensed water due to the temperature rise of the template, a water washing treatment may be added, or the water washing treatment may be performed from a low temperature and dried. Also good. Further, isopropyl alcohol or the like may be used for drying.

本実施形態のように洗浄剤を結露させたテンプレートを特許文献3または4で開示されている手法のように結露後パターン面から励起光を照射した場合、レジスト残渣表面からOHラジカルと酸素ラジカルにより分解反応が進むものの、分解反応がレジスト残差表面からの方向のみとなるため、本実施形態に係る洗浄方法と比べて2倍以上の時間を要した。 When the template condensed with the cleaning agent as in the present embodiment is irradiated with excitation light from the pattern surface after condensation as in the method disclosed in Patent Document 3 or 4, the surface of the resist residue is caused by OH radicals and oxygen radicals. Although the decomposition reaction proceeds, since the decomposition reaction is only in the direction from the resist residual surface, it takes twice or more time as compared with the cleaning method according to the present embodiment.

分析したところ、本実施形態に係る洗浄方法のように、テンプレートのパターンと反対側の面を通して光を照射することで、テンプレートとレジスト残渣界面で水の浸透と分解を効果的に行うことができ、また、残渣を透過した光が残渣表面のOHラジカル反応及び酸素ラジカル反応を加速したため時間的な利得が得られたことがわかった。 As a result of analysis, as in the cleaning method according to this embodiment, it is possible to effectively penetrate and decompose water at the interface between the template and the resist residue by irradiating light through the surface opposite to the template pattern. It was also found that the light gained through the residue accelerated the OH radical reaction and oxygen radical reaction on the residue surface, so that a time gain was obtained.

以上のように本実施形態に係る洗浄方法は、洗浄対象となるテンプレートのパターン面を結露させることにより洗浄剤を供給するが、他の洗浄剤供給方法も考えられる。例えば、パターン面を上方に向けて保持されたテンプレートに対し、洗浄剤供給機構により、洗浄剤をバブリングし、ミスト状態でテンプレートのパターン面(洗浄面)に結露させることなく洗浄剤を供給することも可能である。 As described above, the cleaning method according to the present embodiment supplies the cleaning agent by dew condensation on the pattern surface of the template to be cleaned, but other cleaning agent supply methods are also conceivable. For example, the cleaning agent is bubbled by the cleaning agent supply mechanism to the template held with the pattern surface facing upward, and the cleaning agent is supplied in the mist state without condensation on the pattern surface (cleaning surface) of the template. Is also possible.

この方式で機能水を用いるには、バブリングする気体中の酸素濃度、オゾン濃度、過酸化水素濃度を適宜設定することで所望の酸素水、オゾン水、過酸化水素水を洗浄面に供給できる。 In order to use functional water in this manner, desired oxygen water, ozone water, and hydrogen peroxide water can be supplied to the cleaning surface by appropriately setting the oxygen concentration, ozone concentration, and hydrogen peroxide concentration in the bubbling gas.

この方式で励起された洗浄剤による親水(OH)化と分解が十分に進み、洗浄剤と異物との反応生成物として蒸気圧が高い物質が得られた場合には、テンプレート温度を昇温させるだけで容易に洗浄剤と反応生成物を気化できるので、ドライ状態での洗浄が可能になる。 When the hydrophilicity (OH) conversion and decomposition by the cleaning agent excited by this method are sufficiently advanced, and a substance having a high vapor pressure is obtained as a reaction product between the cleaning agent and a foreign substance, the template temperature is raised. Since the cleaning agent and the reaction product can be easily vaporized simply, cleaning in a dry state becomes possible.

この洗浄剤供給方法を用いたテンプレートの洗浄方法における光照射工程においても、光照射機構をテンプレートのパターン面と反対側の面に接触させた状態でテンプレートのパターン面と反対側の面から光照射行うことが望ましい。 Even in the light irradiation step in the template cleaning method using this cleaning agent supply method, light irradiation is performed from the surface opposite to the template pattern surface with the light irradiation mechanism in contact with the surface opposite to the template pattern surface. It is desirable to do.

また、光照射機構とテンプレートを接触させずに光照射を行う場合には、光照射機構からテンプレートのパターン面と反対側の面までの媒質中における光の吸収を抑制すればよい。具体的には、テンプレートのパターン面と反対側の面近傍に対する洗浄剤の供給を防止しておくことが望ましい。例えば、テンプレートのパターン面(洗浄面)にのみ、ミスト状の洗浄剤を供給すればよい。 When light irradiation is performed without bringing the light irradiation mechanism into contact with the template, light absorption in the medium from the light irradiation mechanism to the surface opposite to the pattern surface of the template may be suppressed. Specifically, it is desirable to prevent the supply of the cleaning agent to the vicinity of the surface opposite to the pattern surface of the template. For example, a mist-like cleaning agent may be supplied only to the pattern surface (cleaning surface) of the template.

上記各実施形態に係る洗浄方法は、光露光を行うインプリント方式に用いられるテンプレートの洗浄に限らず、光を用いず熱硬化を利用するインプリントに用いるテンプレートであっても、テンプレート材が合成石英、サファイアなどOHラジカルを生じさせるのに必要な光を透過できる部材のものであれば、同様の手法で適用可能である。 The cleaning method according to each of the above embodiments is not limited to cleaning of a template used in an imprint method in which light exposure is performed, and a template material is synthesized even if it is a template used in imprint using thermosetting without using light. Any member that can transmit light necessary for generating OH radicals, such as quartz and sapphire, can be applied in the same manner.

上記各実施形態では、テンプレートのパターン面に生じたレジスト残差を除去対象としているが、除去対象はレジスト残差に限られない。同様の手法により、テンプレートに付着した有機物を洗浄対象とすることも可能である。 In each of the above embodiments, the resist residual generated on the pattern surface of the template is a removal target, but the removal target is not limited to the resist residual. By the same method, it is also possible to set the organic matter adhering to the template to be cleaned.

上記各実施形態に係る洗浄方法により洗浄したテンプレートを用いて、図2に示したような方法で半導体基板上にレジストパターンを形成することにより、共通欠陥のないレジストパターンを形成し、半導体装置を製造することが可能となる。 Using the template cleaned by the cleaning method according to each of the above embodiments, a resist pattern is formed on the semiconductor substrate by a method as shown in FIG. It can be manufactured.

本発明の第一の実施形態に係るナノインプリント装置の概略図。1 is a schematic view of a nanoimprint apparatus according to a first embodiment of the present invention. 本発明の第一の実施形態に係るナノインプリント法を用いたパターン形成方法を示す工程断面図。Process sectional drawing which shows the pattern formation method using the nanoimprint method which concerns on 1st embodiment of this invention. ナノインプリント法を用いた場合に生じるレジスト残渣を示すテンプレートの断面図。Sectional drawing of the template which shows the resist residue produced when the nanoimprint method is used. 本発明の第一の実施形態に係るテンプレートの洗浄装置を示す概略図。Schematic which shows the washing | cleaning apparatus of the template which concerns on 1st embodiment of this invention. 本発明の第一の実施形態に係るテンプレートの洗浄方法を示す工程断面図。Process sectional drawing which shows the washing | cleaning method of the template which concerns on 1st embodiment of this invention. 本発明の第四の実施形態に係るテンプレートの洗浄方法を示す工程断面図。Process sectional drawing which shows the washing | cleaning method of the template which concerns on 4th embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

105 照射光(励起光)
110 被処理基板
112 インプリント用レジスト
113 インプリントレジストパターン
120 テンプレート
124 テンプレートに残留したレジスト
402、502 洗浄剤
105 Irradiation light (excitation light)
110 Substrate to be processed 112 Imprint resist 113 Imprint resist pattern 120 Template 124 Resist 402, 502 remaining on template Cleaning agent

Claims (5)

凹凸を有するパターン面を備えたテンプレートを保持する工程と、
前記テンプレートのパターン面に付着した異物を含む領域に洗浄剤を供給する洗浄剤供給工程と、
前記テンプレートの前記パターン面と反対側の面から放射光を照射し、前記放射光により前記洗浄剤を光励起してラジカルを生じさせる洗浄剤励起工程と、
前記異物と前記ラジカルとを反応させて前記異物の少なくとも一部を親水化する異物親水化工程と、
前記親水化工程後、前記異物を前記テンプレートから除去する異物除去工程と、
を具備したことを特徴とするテンプレートの洗浄方法。
A step of holding a template having a pattern surface having irregularities;
A cleaning agent supplying step of supplying a cleaning agent to a region containing foreign matter attached to the pattern surface of the template;
A cleaning agent excitation step of irradiating radiation from the surface opposite to the pattern surface of the template, and photoexciting the cleaning agent with the emitted light to generate radicals;
A foreign substance hydrophilizing step of making at least a part of the foreign substance hydrophilic by reacting the foreign substance with the radical;
After the hydrophilization step, a foreign matter removal step of removing the foreign matter from the template;
A method for cleaning a template, comprising:
前記ラジカルを生じる洗浄剤が、水、水を溶媒とする水溶液、または過酸化水素を溶質とする水溶液のいずれかであることを特徴とする請求項1記載のテンプレートの洗浄方法。 The template cleaning method according to claim 1, wherein the cleaning agent that generates radicals is water, an aqueous solution containing water as a solvent, or an aqueous solution containing hydrogen peroxide as a solute . 前記洗浄剤に、溶質として酸素またはオゾンが含まれることを特徴とする請求項2記載のテンプレートの洗浄方法。 3. The template cleaning method according to claim 2, wherein the cleaning agent contains oxygen or ozone as a solute. 前記光励起した酸素またはオゾンを用いて前記親水化した異物を分解する工程を具備したことを特徴とする請求項3記載のテンプレートの洗浄方法。 The template cleaning method according to claim 3, further comprising a step of decomposing the hydrophilic substance using the photoexcited oxygen or ozone. 被処理基板上にインプリント材料を塗布する工程と、
請求項1乃至4のいずれか一項記載のテンプレートの洗浄方法によりテンプレートを洗浄する工程と、
洗浄した前記テンプレートのパターン面を前記インプリント材料に接触させる工程と、
前記テンプレートを前記インプリント材料に接触させた状態で前記インプリント材料を硬化する工程と、
前記インプリント材料から前記テンプレートを離型する工程と、
を具備したパターン形成方法。
Applying an imprint material on the substrate to be processed;
Cleaning the template by the template cleaning method according to any one of claims 1 to 4,
Contacting the imprint material with the cleaned pattern surface of the template ;
Curing the imprint material with the template in contact with the imprint material;
Releasing the template from the imprint material;
A pattern forming method comprising:
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